Question

5．高鐵酸鹽在能源環(huán)保領(lǐng)域有廣泛用途．用鎳（Ni）、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鹽Na₂FeO₄的裝置如圖所示．下列推斷合理的是（　�。�

• A． 鐵是陽極，電極反應(yīng)為 Fe-6e^-+4H₂O=FeO₄^2-+8H⁺
• B． 電解時(shí)電子的流動(dòng)方向?yàn)椋贺?fù)極→Ni電極→溶液→Fe電極→正極
• C． 若隔膜為陰離子交換膜，則電解結(jié)束后左側(cè)溶液中含有FeO₄^2-
• D． 電解時(shí)陽極區(qū)pH 降低、陰極區(qū) pH升高，撤去隔膜混合后，與原溶液比較 pH升高（假設(shè)電解前后體積變化忽略不計(jì)）

Answer 1

分析 A、依據(jù)裝置圖分析可知鐵與電源正極相連做電解池陽極，堿性溶液不能生成氫離子；
B、電解過程中電子流向負(fù)極流向Ni電極，不能通過電解質(zhì)溶液，是通過電解質(zhì)溶液中離子定向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)閉合電路，通過Fe電極回到正極；
C、陰離子交換膜只允許陰離子通過；陰離子移向陽極，若離子交換膜為陰離子交換膜，電解結(jié)束后由于濃度差左側(cè)溶液中會(huì)含有FeO₄^2-；
D、陽極區(qū)域，鐵失電子消耗氫氧根離子，溶液pH減小，陰極區(qū)氫離子得到電子生成氫氣，溶液中氫氧根離子濃度增大，溶液pH增大；依據(jù)電子守恒分析生成氫氧根離子和消耗氫氧根離子相對(duì)大小分析溶液酸堿性．

解答 解：A、依據(jù)裝置圖分析可知鐵與電源正極相連做電解池陽極，堿性溶液不能生成氫離子，電極反應(yīng)為Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O，故A錯(cuò)誤；
B、電解過程中電子流向負(fù)極流向Ni電極，不能通過電解質(zhì)溶液，是通過電解質(zhì)溶液中離子定向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)閉合電路，通過Fe電極回到正極，故B錯(cuò)誤；
C、陰離子交換膜只允許陰離子通過，陰離子移向陽極，應(yīng)從左向右移動(dòng)，若離子交換膜為陰離子交換膜，則電解結(jié)束后由于濃度差左側(cè)溶液中會(huì)含有FeO₄^2-，故C正確；
D、陽極區(qū)域，鐵失電子消耗氫氧根離子，溶液PH減小，陰極區(qū)氫離子得到電子生成氫氣，溶液中氫氧根離子濃度增大，溶液PH增大；生成氫氧根離子物質(zhì)的量消耗，在陽極電極反應(yīng)Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O，陰極氫氧根離子增大，電極反應(yīng)2H⁺+2e^-=H₂↑，依據(jù)電子守恒分析，氫氧根離子消耗的多，生成的少，所以溶液pH降低，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理，正確判斷陰陽極及發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，易錯(cuò)選項(xiàng)是B，注意電子不能通過電解質(zhì)溶液，題目難度中等．